Qu'est-ce que la technologie d'évolutivité de couche 2 : agrégation sans connaissance ?

Résumé

• Une faible évolutivité de la blockchain peut entraîner des ralentissements, des frais de transaction plus élevés et une mauvaise expérience utilisateur. Les solutions de couche 1 (par exemple, partitionnement) et de couche 2 (par exemple, agrégation) devraient résoudre ce problème.

• Les solutions de couche 1 visent à mettre à niveau la blockchain elle-même, tandis que les solutions de couche 2 construisent un cadre au-dessus de la chaîne existante.

• L'agrégation est une solution de couche 2 couramment utilisée qui regroupe les transactions hors chaîne pour accélérer les calculs.

• Le rollup à connaissance nulle est l'une des implémentations du rollup, utilisant une technologie de cryptage appelée « preuve à connaissance nulle ».

• La preuve sans connaissance peut être vérifiée sans fuite de données de base, garantissant ainsi la confidentialité et la sécurité des transactions.

Concours d'évolutivité de la blockchain

Les crypto-monnaies deviennent de plus en plus populaires et largement utilisées, et il est impératif de résoudre le problème d'évolutivité des réseaux blockchain. La congestion de la blockchain peut entraîner un ralentissement des vitesses et une augmentation des frais de transaction. Pour résoudre ce problème, deux frameworks principaux sont disponibles, les solutions de couche 1 et de couche 2.

• Solution de couche 1 : Ce type de solution met directement à jour l'infrastructure de la blockchain, augmentant ainsi le débit de l'ensemble du système. Le Sharding en est un exemple typique. En divisant la blockchain en différentes partitions, il étend la capacité du système et permet le traitement simultané des transactions.

• Solution de couche 2 : Ce type de solution s'exécute au-dessus de la blockchain de base. Les transactions de la couche 2 sont uniformément soumises à la chaîne de base après avoir été traitées hors chaîne. Les principales technologies comprennent : les canaux d'État, les chaînes latérales et l'agrégation. Le résumé sans connaissance est un formulaire récapitulatif utilisant une preuve sans connaissance.

Qu'est-ce qu'un résumé sans connaissance ?

Pour comprendre l'agrégation sans connaissance, vous devez d'abord comprendre l'agrégation et la preuve sans connaissance.

Qu'est-ce qu'un résumé ?

Blockchain peut regrouper les données de transaction et les traiter hors ligne via l'agrégation. Après traitement, les résultats finaux seront officiellement soumis à la chaîne de base. Le traitement simultané des transactions par lots peut atténuer la pression de congestion sur la blockchain, et la vitesse et le coût de calcul seront optimisés. L'agrégation est divisée en deux catégories : l'agrégation optimiste et l'agrégation sans connaissance.

• Agrégation optimiste : L'agrégation optimiste fonctionne sur l'hypothèse que toutes les transactions de l'agrégation sont légitimes et raisonnables. Les transactions doivent passer par une période d’attente avant d’être soumises à la blockchain. Pendant le délai d'attente, le réseau contestera la transaction en question. Optimism, Arbitrum et opBNB utilisent tous l'agrégation optimiste.

• Zero-knowledge rollup : contrairement aux rollups optimistes, les rollups sans connaissance vérifient chaque transaction grâce à des preuves de validité basées sur zéro connaissance. Bien que plus complexes à mettre en œuvre, les cumuls sans connaissance sont conçus pour contourner la période de résolution des objections des cumuls optimistes. En théorie, cela devrait permettre de traiter les transactions plus rapidement.

La preuve de connaissance zéro sera présentée ci-dessous.

Qu'est-ce que la preuve de connaissance zéro ?

La preuve à connaissance nulle (ZKP) est un outil cryptographique qui permet à une partie (le prouveur) de prouver la véracité d'une déclaration à une autre partie (le vérificateur) ​​sans révéler aucun détail complexe de la déclaration.

ZKP doit avoir les trois qualités suivantes :

1. Intégrité : Si la déclaration est vraie et que les deux parties sont honnêtes et dignes de confiance, le certificat peut toujours confirmer son authenticité.

2. Fiabilité : Sauf dans des circonstances extrêmement rares, un prouveur malhonnête ne devrait pas être en mesure de convaincre un vérificateur honnête de la validité d'une fausse déclaration.

3. Zéro Connaissance : La fonctionnalité la plus importante. À la fin du processus, le vérificateur connaît uniquement la validité de la déclaration et non son contenu.

Comment fonctionne ZKP exactement ? Cette méthode de preuve peut être divisée en trois étapes :

• Preuve : Dans la première étape, le prouveur fournit une information confidentielle ou « preuve » au vérificateur. La logique est de prouver au vérificateur que celui-ci peut accéder à des données spécifiques sans les mentionner explicitement. Les preuves posent une série de questions sur les informations auxquelles seul le véritable prouveur peut répondre.

• Challenge : Dans cette étape, le vérificateur sélectionne au hasard l'ensemble de questions pour défier le prouveur.

• Réponse : Le prouveur répond avec succès aux questions du vérificateur pour prouver sa crédibilité.

Après avoir compris les concepts d'agrégation et de ZKP, vous pouvez comprendre le principe de fonctionnement de l'agrégation sans connaissance en combinant les deux.

Comment fonctionne l'agrégation sans connaissance ?

Le résumé zéro connaissance est divisé en deux éléments principaux :

• Contrat On-chain : Un contrat intelligent qui définit les règles de fonctionnement du protocole de synthèse zéro connaissance. Il se compose d’un contrat principal et d’un contrat validateur. Le contrat principal stocke les blocs récapitulatifs, suit les dépôts et effectue des mises à jour importantes. Le contrat du vérificateur vérifie le ZKP généré.

• Machine virtuelle hors chaîne : une machine virtuelle gère l'exécution des transactions en dehors de la blockchain Ethereum sous-jacente de L2. Les machines virtuelles hors chaîne fonctionnent indépendamment de la chaîne Ethereum.

Bien que dans sa propre couche, Zero-Knowledge Aggregation est toujours étroitement liée à la blockchain Ethereum. Plutôt que de remplir Ethereum avec les détails exhaustifs des transactions, la machine virtuelle hors chaîne fournit intelligemment des résumés groupés pour garantir que la couche de base reste fluide et efficace.

Les avantages et les inconvénients de l'utilisation de l'agrégation sans connaissance

Alors, quels sont les avantages de l'utilisation de l'agrégation sans connaissance ? Ce qui suit est une introduction détaillée.

Avantages de l'agrégation sans connaissance

• Amélioration du débit : L'agrégation sans connaissance déplace l'exécution des transactions de la couche de base vers un environnement informatique plus efficace. Étant donné que les transactions ne sont pas traitées individuellement en chaîne, le débit global est amélioré.

• Réduire la congestion : L'agrégation sans connaissance peut réduire la charge sur la blockchain et contribuer à améliorer l'efficacité opérationnelle de la couche 1. De plus, les nœuds complets n’ont besoin de stocker que des preuves sans connaissance au lieu de toutes les données.

• Réduction des frais : l'agrégation sans connaissance contribue à réduire les frais globaux à mesure que la congestion est atténuée.

• Mesures de sécurité : un résumé sans connaissance est accompagné de mesures de sécurité. Même s'il y a un problème avec le réseau d'agrégation, les utilisateurs peuvent toujours retirer des fonds. C’est évidemment un avantage par rapport aux sidechains où une panne de réseau mettra en danger la sécurité des fonds.

• Période d'interrogation des transactions raccourcie : Grâce à l'agrégation sans connaissance, seule la preuve de validité dans l'agrégation doit être vérifiée, raccourcissant ainsi la période d'interrogation des transactions.

Inconvénients de l'agrégation sans connaissance

• Complexité : Le plus grand inconvénient de l'agrégation sans connaissance est sa propre complexité, et son exécution est bien plus compliquée que l'agrégation optimiste.

• Limité par la couche de base : Bien que l'agrégation sans connaissance soit très efficace, elle est toujours soumise aux limitations de la couche de base sous-jacente.

• Dispersion des liquidités : Toute la couche 2 entraînera une dispersion des liquidités dans l'écosystème. Une faible liquidité du protocole de couche de base peut entraîner des problèmes potentiels.

Comparaison du résumé optimiste et du résumé sans connaissance

Ce qui suit est une comparaison entre le résumé optimiste et le résumé sans connaissance.

	Résumé optimiste	Résumé zéro connaissance
Hypothèses concernant les transactions	En supposant que la transaction soit valide.	Toutes les transactions sont vérifiées par des preuves de connaissance nulle.
Challenge Mechanism	Il y a une période d'interrogation dans le réseau pour remettre en question les transactions frauduleuses.	Pas de période de questions
Mécanisme de preuve de fraude	Preuve d'efficacité	Complexité
Plus facile à mettre en œuvre	Complexe en raison de l'utilisation d'une preuve de connaissance nulle
Popularité	Plus complexe Faible , il est donc largement utilisé.	Le taux de pénétration est relativement faible.
Exemple	Optimisme, Arbitrum et opBNB.	zkSync et Starknet.

Conclusion

L'évolutivité est souvent saluée comme « l'arme magique » de la technologie blockchain. Si le système ne fonctionne pas de manière optimale, cela ne sert à rien de l’utiliser. L’agrégation optimiste et l’agrégation sans connaissance offrent toutes deux des solutions supérieures à ce problème séculaire. Grâce à son approche unique, l’agrégation sans connaissance promet une vitesse accrue, une charge réduite et une sécurité renforcée. L’agrégation de connaissances nulles est complexe, mais présente un énorme potentiel. Les personnes préoccupées par les perspectives de développement des monnaies numériques doivent d’abord comprendre l’agrégation sans connaissance. Alors que nous travaillons à améliorer les performances de la blockchain, il est temps d’examiner de plus près l’agrégation sans connaissance et ses perspectives d’avenir.

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